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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, welches ein Gehäuse aufweist. Das Gehäuse ist dabei mit einem Verschlusselement aus Vergussmasse an einer Öffnung verschlossen.
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Zum dichten Verschließen von Gehäusen von elektronischen Geräten ist eine Vielzahl unterschiedlicher Techniken bekannt. Insbesondere im Bereich der elektronischen Bauelemente ist es bekannt, ein oder mehrere elektronische Komponenten in einem Gehäuseelement anzuordnen, sodass Anschlussleitungen aus dem Gehäuseelement herausragen. Eine Abdichtung wird durch Vergießen des gesamten Volumens des Gehäuseelements erreicht. Somit sind die elektronischen Komponenten vollständig von der Vergussmasse umschlossen.
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So zeigt beispielsweise die deutsche Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2007 003 687 U1 ein Gehäuse, in welchem eine Platine mit einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten angeordnet ist. Der gesamte Bereich des Gehäuseelements um die Bauelemente herum ist dabei mit einer Vergussmasse umgeben. Anschlussleitungen sind dabei an Anschlüssen mit der Platine verbunden und ragen aus dem Gehäuse heraus. Die Vergussmasse erstreckt sich jedoch nicht auf den Bereich der Anschlüsse. Das dort gezeigte Gehäuse ist nachteilig, da keine vollständige Abdichtung der Anschlussleitungen durch die Vergussmasse erfolgt. Weiterhin wird dort eine große Menge Vergussmasse benötigt, was zu hohen Herstellungskosten führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein elektronisches Gerät zu schaffen, welches gleichzeitig eine sehr gute Abdichtung gegen Umwelteinflüsse aufweist und lediglich geringe Herstellungskosten verursacht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Vorrichtung durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes elektronisches Gerät weist ein Gehäuse und eine Elektronik-Baugruppe auf. Das Gehäuse weist dabei ein Gehäuseelement auf, innerhalb dessen die Elektronik-Baugruppe angeordnet ist. Das Gehäuseelement weist dabei eine Öffnung auf, welche durch ein Verschlusselement aus Vergussmasse verschlossen ist. Das Verschlusselement füllt dabei das Gehäuseelement lediglich teilweise aus. So wird erreicht, dass eine sehr gute Abdichtung (bspw. Gemäß Schutzart IP67) gegen Feuchtigkeit, Staub und andere Umwelteinflüsse bei gleichzeitig geringer benötigter Menge an Vergussmasse erzielt wird. Darüber hinaus wird durch die geringe verwendete Menge an Vergussmasse ein geringes Gewicht des elektronischen Geräts erreicht.
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Vorzugsweise ist die Öffnung dabei ausgebildet, um die Elektronik-Baugruppe durch die Öffnung in das Gehäuseelement einzuführen. So kann eine sehr einfache Herstellung erreicht werden.
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Vorzugsweise schließt das Verschlusselement die Öffnung des Gehäuseelements dicht ab. So wird ein zuverlässiger Schutz vor Umwelteinflüssen erreicht.
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Vorteilhafterweise verfügt das Gehäuseelement neben der Öffnung über keine weiteren Öffnungen. Ein Innenraum des Gehäuseelements ist durch das Verschlusselement gegen einen Außenraum des Gehäuseelements dicht abgeschlossen. So wird eine besonders gute Versiegelung gegen Umwelteinflüsse erreicht.
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Vorzugsweise weist das Gehäuseelement auf einer Innenseite (konkave und/oder konvexe) Halterungselemente auf, welche das Verschlusselement in Position in der Öffnung des Gehäuseelements halten. So wird ein besonders langlebiger und dichter Verschluss des Gehäuseelements durch das Verschlusselement erreicht.
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Bevorzugt ist die Elektronik-Baugruppe an zumindest einem Anschluss mit zumindest einer Anschlussleitung verbunden. Die Anschlussleitung führt von der Elektronik-Baugruppe durch das Verschlusselement hindurch nach außerhalb des Gehäuses. Das Verschlusselement schließt dabei um die Anschlussleitung herum dicht ab. So ist ein Schutz der Elektronik-Baugruppe vor Umwelteinflüssen bei gleichzeitiger einfacher Kontaktierbarkeit der Elektronik-Baugruppe gegeben.
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Bevorzugt umfasst das Verschlusselement die zumindest eine Anschlussleitung derart eng, dass das Verschlusselement eine Zugentlastung der zumindest einen Anschlussleitung gegenüber dem zumindest einem Anschluss bildet. So kann auf eine zusätzliche Zugentlastung verzichtet werden, was die Herstellungskosten weiter senkt.
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Bevorzugt füllt das Verschlusselement das Gehäuseelement lediglich im Bereich der Öffnung aus. Das Verschlusselement berührt die Elektronik-Baugruppe dabei nicht. So wird eine besonders einfache Herstellung erreicht, da auf thermische Spannungen zwischen dem Verschlusselement und der Elektronik-Baugruppe nicht geachtet werden muss.
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Alternativ füllt das Verschlusselement das Gehäuseelement im Bereich der Öffnung und im Bereich des zumindest einen Anschlusses aus. Das Verschlusselement schließt dabei ein Ende der zumindest einen Anschlussleitung dicht ab. So wird erreicht, dass z.B. zwischen einer Isolierung und einem Kern der Anschlussleitung ebenfalls keine Feuchtigkeit, etc. in das Innere des Gehäuseelements eindringen kann. Darüber hinaus wird so die Elektronik-Baugruppe zusätzlich durch das Verschlusselement im Gehäuseelement fixiert.
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Vorzugsweise weist die Vergussmasse des Verschlusselements Polyurethan oder Epoxidharz oder ähnliche Materialen auf. Diese sind ferner vorzugsweise mit Additiven für unterschiedliche Zwecke angereichert, um die Vergussmasse je nach Einsatzgebiet zweckmäßig auszubilden.
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Vorzugsweise ist dabei ein Innenraum des Gehäuseelements mit einer entfeuchteten Atmosphäre und/oder Schutzatmosphäre gefüllt. So wird eine zusätzliche Verlängerung der Lebensdauer des elektronischen Geräts erreicht.
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Das elektronische Gerät gemäß der Erfindung ist beispielsweise ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, wie beispielsweise elektronische Vorschaltgeräte, Transformatoren für Halogenlampen oder ein LED-Konverter für ein LED-Leuchtmittel.
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Vorzugsweise ist das elektronische Gerät dabei ein Spannungswandler. In diesem Fall ist die Elektronik-Baugruppe eine Spannungswandler-Baugruppe. So können sehr gut abgedichtete Spannungswandler mit geringen Herstellungskosten erzeugt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts in einer Schnittansicht;
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts in einer Schnittansicht, und
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts in einer Außenansicht.
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Zunächst werden anhand der 1–2 der Aufbau und die Funktionsweise verschiedener Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts beschrieben. Abschließend wird anhand von 3 weiter auf den Aufbau und die Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Geräts eingegangen. Identische Elemente wurden in ähnlichen Abbildungen zum Teil nicht wiederholt dargestellt und beschrieben.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts 1a dargestellt. Das elektronische Gerät 1a weist dabei ein Gehäuse 11 auf, welches ein Gehäuseelement 2 und ein Verschlusselement 8a aufweist. Innerhalb des Gehäuseelements 2 ist dabei eine Elektronik-Baugruppe 3 angeordnet. Die Elektronik-Baugruppe 3 weist beispielhaft eine Platine und eine Vielzahl von Bauelementen auf. Zwischen dem Gehäuseelement 2 und der Elektronik-Baugruppe 3 ist dabei ein Hohlraum 5 angeordnet.
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In dem hier dargestellten Beispiel berührt die Platine der Elektronik-Baugruppe 3 das Gehäuseelement 2 nicht. Alternativ kann die Platine der Elektronik-Baugruppe 3 die Innenseite des Gehäuseelements 2 berühren und optional von einer Nut der Innenseite des Gehäuseelements 2 in Position gehalten werden. Alternativ ist auch eine Fixierung der Elektronik-Baugruppe 3 durch Abstandshalter denkbar.
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Die Elektronik-Baugruppe 3 weist Anschlüsse 6a auf, an welchen die Elektronik-Baugruppe 3 mit Anschlussleitungen 7 verbunden ist. Das Gehäuseelement 2 weist dabei eine Öffnung 10 auf, welche durch ein Verschlusselement 8a verschlossen ist. Bei dem Verschlusselement 8a handelt es sich um eine Vergussmasse, welche die Öffnung 10 verschließt und abdichtet. Durch das Verschlusselement 8a hindurch geführt sind die Anschlussleitungen 7. Das Verschlusselement 8a ist dabei dicht an den Anschlussleitungen 7 angeordnet und dichtet die Durchführung der Anschlussleitungen 7 gegenüber einem Außenraum des Gehäuses 11 ab. Vorzugsweise ist dabei das Verschlusselement 8a derart eng an den Anschlussleitungen 7 angeordnet, dass das Verschlusselement 8a eine Zugentlastung der Anschlussleitungen gegenüber den Anschlüssen 6a bildet. Das Gehäuseelement 2 weist darüber hinaus Halterungselemente 9 auf, welche das Verschlusselement 8a in Position in der Öffnung 10 halten.
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Das Verschlusselement 8a ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich im Bereich der Öffnung 10 angeordnet und berührt die Elektronik-Baugruppe 3 nicht. D.h. es wird lediglich eine geringe Menge Vergussmasse benötigt, um das Verschlusselement 8a zu bilden. Eine hermetische Versiegelung des Innenraums des Gehäuses 11 gegenüber einem Außenraum wird so erreicht.
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Die Öffnung 10 ist dabei derart groß ausgebildet, dass die Elektronik-Baugruppe 3 durch die Öffnung 10 in das Gehäuseelement 2 eingeführt werden kann.
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Das Gehäuseelement 2 verfügt dabei neben der Öffnung 10 über keine weitere Öffnung. Somit wird durch die Abdichtung der Öffnung 10 mittels des Verschlusselements 8a eine vollständige Abdichtung des Innenraums des Gehäuses 11 gegenüber dem Außenraum erreicht. Andernfalls sind etwaige andere Öffnungen vorzugsweise ebenfalls gemäß der Erfindung abzudichten.
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In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts 16 dargestellt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verschlusselement 8b wie in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der Öffnung 10 des Gehäuseelements 2 angeordnet. Darüber hinaus erstreckt sich das Verschlusselement 8b jedoch ebenfalls in den Bereich der Anschlüsse 6b, welche den Anschlüssen 6a aus 1 entsprechen. Die Anschlüsse 6b sind hier lediglich der Übersichtlichkeit halber weiß dargestellt. Dies ist nicht als Aussparung in der Vergussmasse zu verstehen. Durch Abdeckung der Anschlüsse 6b und damit auch der Enden der Anschlussleitungen 7 wird ein Verschluss der Enden der Anschlussleitungen 7 erreicht. Somit wird eine noch bessere Abdichtung des Innenraums des Gehäuses 11 gegenüber dem Außenraum erreicht, da nun selbst durch die Anschlussleitungen 7, z.B. zwischen einer Isolierung und einem Kern einer Anschlussleitung, keine Umwelteinflüsse in das Innere des Gehäuses 11 dringen können.
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Das Innere des Gehäuseelements 2 ist vorzugsweise weiterhin mit einer entfeuchteten Atmosphäre bzw. einer Schutzatmosphäre gefüllt.
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In 3 ist schließlich eine Außenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts 1 gezeigt. Deutlich erkennbar ist hier, dass das Gehäuse 11 über lediglich eine Öffnung 10 verfügt, welche mit dem Verschlusselement 8 verschlossen ist.
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Bei der Vergussmasse handelt es sich vorzugsweise um Polyurethan oder Epoxidharz. Diese kann mit Additiven angereichert sein, welche z.B. ein besseres Haften des Verschlusselements an dem Gehäuseelement bewirken.
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Darüber hinaus können der Vergussmasse Additive zugefügt sein, welche thermische Spannungen vermeiden. Insbesondere bieten sich Additive an, welche eine Angleichung an die thermische Ausdehnung des Gehäuseelements bewirken.
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Darüber hinaus können die Anschlussleitungen im Bereich des Austritts aus dem Verschlusselement auf der Außenseite des Gehäuses 11 mit einem Knickschutz versehen sein, welcher ebenfalls von dem Verschlusselement in Position gehalten wird. So kann ein scharfes Abknicken der Kabel an dieser Stelle vermieden werden.
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Zur Herstellung des elektronischen Geräts werden zunächst die Elektronik-Baugruppe 3 und das Gehäuseelement 2 getrennt voneinander gefertigt. An den Anschlüssen 6a, 6b der Elektronik-Baugruppe 3 werden anschließend die Anschlussleitungen 7 befestigt. In einem dritten Schritt wird die Elektronik-Baugruppe 3 in das Gehäuseelement 2 eingeführt. In einem vierten Schritt wird der Bereich der Öffnung 10 des Gehäuseelements 2 und optional der Bereich um die Anschlüsse 6b mit Vergussmasse gefüllt, um das Verschlusselement 8, 8a, 8b zu bilden. Dabei wird das Gehäuse 11 vorzugsweise senkrecht gestellt, sodass die Öffnung 10 nach unten zeigt. Über eine durch die noch nicht erstarrte Vergussmasse geführte Kanüle kann optional der Innenraum des Gehäuses 11 mit einer entfeuchteten Atmosphäre bzw. einer Schutzatmosphäre versehen werden. In diesem Fall wird die Kanüle anschließend erneut entfernt wobei sich durch die noch nicht ausgehärtete Vergussmasse das entstehende Loch schließt. Nach einem Aushärten der Vergussmasse hat sich das Verschlusselement 8, 8a, 8b gebildet.
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Die gegenwärtige Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wie bereits erwähnt, können unterschiedlichste elektronische Geräte erfindungsgemäße aufgebaut werden. Eine beliebige Anzahl von Anschlussleitungen kann dabei durch das Verschlusselement geführt sein. Das Gehäuseelement kann dabei ebenfalls aus unterschiedlichsten Materialien gefertigt sein. Selbst eine Anordnung lediglich eines elektronischen Bauelements innerhalb des Gehäuseelements ist denkbar. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in den Figuren gezeigten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombinierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007003687 U1 [0003]
